製冷系統四大部件之壓縮機

一、壓縮機的作用
製冷壓縮機在蒸汽壓縮式製冷系統中，把製冷劑從低壓提升為高壓，並使製冷劑不斷循環流動，從而使系統不斷將內部熱量排放到高於系統溫度的環境中。壓縮機是製冷系統的心臟，製冷系統通過壓縮機輸入功率，帶動製冷劑在系統中流動，低壓蒸汽壓縮成高壓蒸汽，將熱量從低溫環境排到高溫環境，完成一次製冷循環。壓縮機的能效比決定整個製冷系統的能效比。壓縮機的作用大致歸納為：為製冷劑的流動提供動力，壓縮製冷劑蒸氣，提高壓力和溫度。

下圖是理論循環在壓焓圖上的表示，其中1~2的階段代表製冷劑的壓縮階段。

製冷劑在製冷壓縮機中的變化：
製冷劑蒸氣由蒸發器的末端進入壓縮機吸氣口時，壓力越高溫度越高，壓力越低溫度越低。製冷劑蒸氣在壓縮機中被壓縮成過熱蒸氣，壓力由蒸發壓力P0升高到冷凝壓力Pk，為絕熱壓縮過程。外界的能量對製冷劑做功，使得製冷劑蒸氣的溫度再進一步升高，壓縮機排出的蒸氣溫度高於冷凝溫度。

二、壓縮機分類
壓縮機按工作原理分為容積型與速度型兩類，每一類中的結構形式又有幾種。信易冷水機主要採用的是渦旋壓縮機，所以這裏主要介紹容積型類的渦旋壓縮機，它有以下優點：
• 沒有往復運動機構，所以結構簡單、體積小、重量輕、零件少（特別是易損件少），可靠性高
• 力矩變化小，平衡性高，振動小，運轉平穩，從而操作簡便，易於實現自動化
• 在其適應的製冷量範圍內具有較高的效率
• 噪音低
 

三、壓縮機的連接

進行壓縮機管路焊接時，注意不要過分加熱壓縮機殼體，以免嚴重損壞壓縮機內部的零件。因此，強烈建議使用隔熱罩或吸熱混合物。對於壓縮機的管路和接頭直徑相對較大的，建議使用雙嘴乙炔焊槍進行管路焊接：
• 在A處均勻加熱，直到達到焊接溫度。然後將焊槍移至B處，均勻加熱，直至達到焊接溫度，然後開始使用焊料。
• 將焊槍在連接處均勻移動，焊料無需施加太多，均勻覆蓋整個介面處圓周即可。
• 將焊槍移至C處，不要停留太長時間以免將焊料帶入壓縮機。
• 介面焊好後， 用鋼絲刷或者濕抹布清除所有的殘餘助焊劑，以免殘餘助焊劑腐蝕管路。應確保沒有任何助焊劑進入管路或者壓縮機。助焊劑是酸性的，會對系統或壓縮機內部造成相當大的損害。

四、壓縮機運行注意事項

壓縮機安全運行區域
每個壓縮機皆有一個安全運行範圍，如下圖，在黑色線方框內的即是安全區域，超過這個區域皆會造成損壞壓縮機。（每種型號壓縮機不一定相同）
 

示例1： R410A， 過熱度11k，壓縮機低壓LP1=3.3bar(-15.5°C) ，壓縮機高壓運行在HP1=38bar(62°C)，可以看到，蒸發溫度與冷凝溫度相交的點超出了黑色框的安全區域，超出壓縮機應用範圍，會損害壓縮機。

示例2：R410A， 過熱度11k，壓縮機低壓LP2=4.6 bar(-10.5°C)，壓縮機高壓運行在HP2=31bar(52°C)，沒有超出壓縮機應用範圍，這樣是安全的。

另外，如上圖所示，製冷系統的蒸發溫度不能超過15度，否則也會超出安全區域，需特別留意。
 

壓縮機潤滑不良的現象
很多時候，由於系統的設計不良或使用環境惡劣，會導致損壞壓縮機。壓縮機的潤滑不良會導致壓縮機軸承發生磨損或渦旋盤因缺油造成咬死，致使壓縮機各內部部件工作在異常情況，從而損壞整個壓縮機。
 

以下幾個方面皆會導致潤滑不良而損壞壓縮機：

回液
由於膨脹閥反應不好，或突然系統負荷的變化皆會導致突然回液或持續回液，如何判斷這個現象呢，上圖為油稀釋圖表，橫坐標為蒸發溫度，豎座標為油槽溫度，如果蒸發溫度與油槽溫度對應的點在不安全局域，則會損害壓縮機。

管路設計不良
由於管路的設計不合理，導致潤滑油從壓縮機排出後不能跟製冷劑一起回來，或者潤滑油大量積聚在冷凝器或蒸發器而不能回到壓縮機，導致油槽的潤滑油越來越少。

潤滑油缺失
由於製冷系統洩漏導致潤滑油一併流出系統而得不到及時補充，也會導致壓縮機缺油。

潤滑油變質或髒污

因系統內部乾淨度不夠或壓縮機長期運行在惡劣的環境皆會導致潤滑油變質或髒污。

五、維護保養
當充注系統時，將液體製冷劑充注至高壓側而僅將氣體充注入低壓側，這是一種好的做法。對任何壓縮機來說，將液體製冷劑從製冷劑鋼瓶灌入壓縮機曲軸箱都是不好的。當系統處於高真空狀態時不要啟動壓縮機，渦旋壓縮機在真空下啟動會發生內部拉弧。在系統未充分充注至能保持至少0.05Mpa(錶壓) (7psig) 吸氣壓力時，不要運行壓縮機。不要在低壓控制器短接下運行壓縮機。讓吸氣壓力下降至0.05Mpa(錶壓) (7psig)以下超過幾秒鐘會使渦旋盤過熱和造成驅動軸承早期損壞。當壓縮機電機燒壞需更換時，大部分受污染的油會與損壞的壓縮機一起被抽出。其餘的油通過使用吸氣管路和液體管路的乾燥過濾器進行清洗。推薦採用100%活性鋁吸氣乾燥過濾器，但必須在72小時後拆除。如果系統中有氣液分離器，一定要將其更換。這是因為在壓縮機損壞後的短時間內氣液分離器中的回油孔或濾網可能被碎屑阻塞或已經不通了，這將對更換的壓縮機造成缺油而引起第二次損壞。